TD-CDMA前景分析:新型移動通信將如何發(fā)展(下)

2019-11-03 09:21:24

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供稿：網(wǎng)友

通過分組傳輸提高效率

圖5：簡化控制的分組傳輸

　　根據(jù)到基站的距離將終端分為幾個(gè)組，分別為每個(gè)組分配時(shí)隙。通過分組可以將發(fā)射信號電平控制等控制過程簡化。

　　作為TD-CDMA更有效的傳輸方法，出現(xiàn)了Group Transmission這么一個(gè)方案。所謂Group Transmission，就是將手機(jī)歸類為幾個(gè)組，使用時(shí)分別為每個(gè)組定下時(shí)隙。相對于為每部手機(jī)分別分配時(shí)隙，這樣可以簡化整體控制（圖5）。這樣一來，發(fā)射信號電平控制不僅得到簡化而且還提高了精度。將這種TDMA思路融入CDMA后獲得了成功。這一思路后來也被IMT-2000所采用。

　　在引入分組傳輸后，無論是上行鏈路還是下行鏈路，為時(shí)隙分配的移動臺數(shù)量都減少為1/N，因此CDMA的擴(kuò)頻信號間的相干機(jī)制也得到簡化。例如，往往很容易復(fù)雜化的Joint Detection（一種對CDMA擴(kuò)頻信號間的干擾進(jìn)行消除與發(fā)散的合成檢波方式）也可以很簡單地完成了。Joint Detection在接收到數(shù)種信號時(shí)，一邊對擴(kuò)頻碼進(jìn)行正交化一邊調(diào)整平衡。但也正因?yàn)槿绱耍攀沟肨D-CDMA每幀的擴(kuò)頻碼最大為16，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于FCC的最大512。

　　美國廠商ip Wireless已經(jīng)引進(jìn)了Joint Detection裝置。FDD的W-CDMA則由于Joint Detection過于復(fù)雜而無法實(shí)際安裝。該公司通過加入Joint Detection裝置，頻率使用效率比FDD提高了數(shù)倍。

　　通過非對稱方式為下行鏈路增速

　　在TDD中采用像ADSL那樣的非對稱鏈路就可以很容易地提高下行鏈路的傳輸容量。在TD-CDMA中可以改變時(shí)隙數(shù)量，使上行鏈路有3個(gè)時(shí)隙、下行鏈路有9個(gè)時(shí)隙。這樣一來，如果采用相同調(diào)制方式、發(fā)射電平也相同的話，上行與下行速度就達(dá)到1:3，從而提高下行鏈路的容量。

　　而且與上行鏈路相比，下行鏈路還有多種有利條件。特別是下行鏈路是由基站發(fā)出的，所以在加大發(fā)射電平時(shí)無需考慮電池因素，可以享受提高發(fā)射電平的好處。通過增加發(fā)射信號電平，可以提高16QAM等多值傳送的傳輸速度。

　　在FDD中，由于無法利用時(shí)間的非對稱性，所以只能依靠多值傳送。

保持同步的技術(shù)

　　除下行鏈路外，如何提高上行鏈路的頻率效率也出臺了一些方案。Riaz Esmailzadeh在1994年提出了一個(gè)方案（標(biāo)準(zhǔn)中未采納）。具體來講，就是如何與上行鏈路擴(kuò)頻信號保持同步的技術(shù)。中國正在推動的TD-SCDMA（Time Division-Synchronous CDMA）同樣也利用了同步技術(shù)。

　　該方案與中國推動的TD-SCDMA的區(qū)別在于不使用控制信號就能取得同步。在TD-SCDMA中，打開電源的終端在首次向基站發(fā)去信號后，基站只要接到信號就立即發(fā)送消除遠(yuǎn)近效應(yīng)的控制信號。

　　而Riaz Esmailzadeh提出的方案則不使用控制信號，而是采用所謂的準(zhǔn)同步技術(shù)（Quasisynchronous），通過終端自身時(shí)鐘來保持信號間的同步。帶有時(shí)鐘的終端計(jì)算出來自基站的數(shù)據(jù)包與自身發(fā)出的數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間差，然后調(diào)整保護(hù)時(shí)間。由于終端自身可以改變保護(hù)時(shí)間，就不需要基站來控制了。

TD-CDMA的頻帶為15MHz

　　TD-CDMA才剛剛開始討論商業(yè)化問題，在IMT-2000中也為TD-CDMA分配了頻率。日本為TD-CDMA分配了從2010M到2025MHz間的15MHz帶寬。

　　在日本提供服務(wù)時(shí)，如何使用這15MHz帶寬非常重要。在實(shí)際服務(wù)中，15MHz帶寬完全可以滿足服務(wù)，但如果分給多家運(yùn)營商，分割為5MHz等來使用的話就難以發(fā)揮TD-CDMA的優(yōu)勢。

適合第4代通信的技術(shù)

　　以上介紹了作為第3代移動電話技術(shù)候選方案的TD-CDMA技術(shù)及優(yōu)勢。但TD-CDMA是一項(xiàng)隱含著擴(kuò)展性的技術(shù)，如能實(shí)現(xiàn)這些擴(kuò)展性，還很有希望成為第3代以后的技術(shù)。

　　說起今后的話題，第4代移動通信馬上就要到來。推測大致情況為：（1）利用4G到6GHz附近的頻率；（2）通信速度達(dá)到100Mbit/秒；（3）在蜂窩式與類似無線LAN那樣的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)間也能漫游。

　　筆者認(rèn)為，第4代移動通信將會采用TD-CDMA技術(shù)。并提出了基于TD-CDMA的方案，即不論所處位置、以機(jī)動性著稱的蜂窩技術(shù)將與固定場合使用的高速Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來在同一頻帶中使用。設(shè)想的應(yīng)用方式為：在家里通過Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，一旦出了家門，能在瞬間自動切換到蜂窩式通信中去。

　　TD-CDMA擴(kuò)頻信號的相干性好，除可以擴(kuò)充容量外，還可以利用前面所講的可變時(shí)隙。這樣就容易與采用同樣時(shí)隙的像無線LAN那樣的時(shí)分通信方式組合到一起。在所有的蜂窩通信中，即使與面前的人談話，也要特意通過遠(yuǎn)處的基站來轉(zhuǎn)接。如果與Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)組合起來的話，就可以有效利用資源，進(jìn)一步提高通信效率。（全文完）

中川正雄 Masao Nakagawa

慶應(yīng)義塾大學(xué)理工學(xué)院信息工程系教授

1969年畢業(yè)于慶應(yīng)義塾大學(xué)工學(xué)院電氣專業(yè)。1971年任該大學(xué)助教。1973年該大學(xué)研究生院的博士畢業(yè)。從事移動通信、ITS、擴(kuò)頻通信、無線本地聯(lián)接、日常消費(fèi)通信、新一代移動通信、可視光通信等方面研究。擔(dān)任電子信息通信學(xué)會研究員、理事（基礎(chǔ)協(xié)會會長）、日本總務(wù)省信息通信審議會委員等職。

摘自　日經(jīng)BP社報(bào)道

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